火力發(fā)電廠含煤廢水的再利用

許鴻飛

【摘 要】隨著社會的進(jìn)步，國家對環(huán)保問題越來越重視，電力行業(yè)的生產(chǎn)也要響應(yīng)國家對于環(huán)保的要求，對各種排放物進(jìn)行最大限度的利用。含煤廢水是火電廠廢水的重要組成部分，對其進(jìn)行回收再利用在環(huán)保、經(jīng)濟(jì)性方面都具有重要的意義?；诖?，本文首先對含煤廢水的特效進(jìn)行了分析，然后就其再利用策略進(jìn)行研究，希望能為相關(guān)單位提供借鑒和參考。

【關(guān)鍵詞】火電廠；含煤廢水；再利用；環(huán)境保護(hù)

我國是一個水資源嚴(yán)重短缺的國家，而火電廠則是用水大戶，對含煤廢水進(jìn)行凈化再利用不但有利于節(jié)約水資源，而且能減少廢水排放、保護(hù)環(huán)境。同時，含煤廢水的處理也是一個系統(tǒng)工程，包含了規(guī)劃、設(shè)計、施工、運(yùn)行等多個階段，選擇最科學(xué)的工藝流程具有重要的意義。

一、含煤廢水的特性與處理原則

1.含煤廢水的特性

火力發(fā)電廠產(chǎn)生的含煤廢水主要來源于電廠輸煤系統(tǒng)，屬于不連續(xù)排水，其瞬時流量很大，色度高，懸浮物含量也很高，其特性主要表現(xiàn)在水質(zhì)和水量兩個方面：

一是水質(zhì)。含煤廢水的煤粉含量很高，一般在1.2×104mg/L以內(nèi)，高的能達(dá)到4.7×104mg/L，處理后水質(zhì)要求為SS≤10mg/L，PH值為6.5～9。

二是水量。含煤廢水的水量主要由輸煤棧橋沖洗水量決定，具體影響因素包括棧橋長度、寬度，沖洗的頻率、強(qiáng)度、時間等。有數(shù)據(jù)顯示，2×300MW機(jī)組發(fā)電廠每天沖洗輸煤棧橋產(chǎn)生的含煤廢水約為300～500m3。

2.含煤廢水的處理原則

火電廠含煤廢水的處理原則，一是要工藝先進(jìn)，操作簡單，運(yùn)行穩(wěn)定。二是要占地面積較小，各處理流程緊湊。三是處理設(shè)備的外觀要與火電廠的環(huán)境相協(xié)調(diào)。四是處理后的水要達(dá)到回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，能夠正常使用。

二、傳統(tǒng)含煤廢水處理的不足之處

發(fā)電廠含煤廢水來源主要由輸煤系統(tǒng)沖洗水、噴淋水及煤場區(qū)域雨水等組成。含煤廢水具有懸浮物濃度高（可達(dá)到5000mg/l）、濁度大、色度深等特點，不適合混入工業(yè)廢水系統(tǒng)進(jìn)行綜合處理。根據(jù)對國內(nèi)火力發(fā)電廠含煤廢水處理系統(tǒng)現(xiàn)狀調(diào)查情況發(fā)現(xiàn)，大部分系統(tǒng)處理結(jié)果非常不理想。以至嚴(yán)重影響到后續(xù)的工業(yè)廢水處理，造成工業(yè)廢水處理后水懸浮物濃度高、色度大，甚至相當(dāng)一部分含煤廢水處理系統(tǒng)因為效果太差而停運(yùn)成為擺設(shè)。

火電廠以往也會對含煤廢水進(jìn)行處理，但存在較多不足之處，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：一是火電廠以往的含煤廢水處理主要是采用人工操作，流程單一，工作效率不高。同時，人工的參與也容易發(fā)生人為失誤，不但影響含煤廢水的處理效果，也會引起安全事故。二是自動化水平不高，在以往的含煤廢水處理站，工人的參與非常多，工人會參與灑水栓操作、含煤廢水運(yùn)輸?shù)榷鄠€環(huán)節(jié)，且需要的工人量較大，很多工人因為勞動強(qiáng)度較大而感到力不從心，工作效率降低。三是含煤廢水處理效果不理想，由于處理過程受人為因素影響很大，設(shè)備自動化、智能化水平低，因此處理的成效也不理想，處理后的水水質(zhì)達(dá)不到再利用標(biāo)準(zhǔn)，甚至在排出后造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。

三、火力發(fā)電廠含煤廢水的處理工藝

1.沉淀

即將含煤廢水送入處理站的沉淀池內(nèi)進(jìn)行初步沉淀，目的在于除去大顆粒煤粉和部分懸浮物。

2.混凝反應(yīng)

用廢水提升泵把經(jīng)沉淀之后的含煤廢水提升到廢水凈化裝置內(nèi)，并加入混凝劑、助凝劑，使這些材料在廢水凈化裝置的離心區(qū)內(nèi)混合，形成礬花和比較大的絮團(tuán)，在離心力與重力的作用下逐步下沉。含煤廢水中含有大量的煤粉顆粒，而顆粒粒徑分布不均勻，存在大量細(xì)小粒徑的顆粒，密度較小，造成懸浮物不能有效自然沉淀。加藥絮凝要達(dá)到較好的絮凝效果必須要準(zhǔn)確地計算加藥量，加藥量過少或過多都會降低絮凝效果。

3.離心分離

在含煤廢水進(jìn)入凈化裝置后，以切線方式進(jìn)入離心分離區(qū)，使含煤廢水向下旋流，在離心力與重力的作用下，顆粒大于20μm的顆粒逐漸下沉到凈化裝置的污泥濃縮區(qū)。

4.重力沉降

在凈化裝置中，>20μm的顆粒被分離出來，<20μm的顆粒在混凝劑、助凝劑的作用下形成絮團(tuán)，在運(yùn)動中不斷增大，增大到一定程度后在下旋力的作用下繼續(xù)下沉，直到下沉到凈化裝置的污泥濃縮區(qū)。

5.動態(tài)過濾

含煤廢水經(jīng)過凈化裝置的濾層時，>5μm的顆粒已經(jīng)基本被濾出，水質(zhì)得到了一定的凈化。這部分水在經(jīng)過清水區(qū)后通過頂部的排水管排出。

6.污泥濃縮

顆粒進(jìn)入沉降離心裝置的污泥濃縮區(qū)后，在靜壓與旋流力的作用下快速濃縮，定期排出。

含煤廢水經(jīng)處理設(shè)備處理后符合排放標(biāo)準(zhǔn)的低濁度廢水排至煤水復(fù)用水池，煤水復(fù)用水池設(shè)置輸煤系統(tǒng)沖洗水泵和反沖洗水泵。達(dá)標(biāo)廢水由輸煤系統(tǒng)沖洗水泵升壓后，會用于輸煤建構(gòu)筑物場地沖洗水及煤場噴淋水。

以上過程如下圖所示：

四、設(shè)備需求

以0.3萬噸/天處理能力的含煤廢水處理設(shè)備為例，共需要如下設(shè)備：

一是各種水池。其中，含煤廢水澄清池2個，尺寸為9500×30000×4500。調(diào)節(jié)池1個，尺寸為8000×7750×4750；反應(yīng)池1個，尺寸為8000×2750×4750。

二是加藥設(shè)備。包括PAM制備加藥裝置，加藥螺桿泵，隔膜計量加藥泵，管道，反沖洗泵，連接閥門等。其運(yùn)行方式為開啟PAM制備加藥裝置，藥劑為聚丙烯酰胺，配置能力為4.5～9.0kg/h。測量水流量作為運(yùn)行參數(shù)，實現(xiàn)處理水量與加藥量的匹配。

助凝劑加藥計量泵，混凝劑以及加藥泵都采用馬達(dá)驅(qū)動機(jī)械隔膜式計量泵，沖程可手動調(diào)節(jié)，采用UPVC材料，自動投加系統(tǒng)，確保處理水量與加藥量的匹配。

2臺加藥螺桿泵，功率為2.0m3/h，一臺使用，一臺備用。

五、主要問題及解決

在處理含煤廢水的過程中，也會出現(xiàn)一些問題，從處理經(jīng)驗和相關(guān)文獻(xiàn)來看，主要包括以下幾種：

澄清池內(nèi)刮泥效果不好。對此可將池內(nèi)刮板改成鋸齒狀并下調(diào)刮板機(jī)架的重心，使之充分接觸。

刮泥機(jī)與提升泵的工作時間不同步。這需要更改設(shè)計程序，在刮泥機(jī)工作的時候再啟泵作業(yè)，進(jìn)而提升泵的工作效率。

濃泥提升泵提升效果不理想。更換大功率濃泥提升泵，攪勻葉片，從而改善吸泥能力。

橋式刮板機(jī)刮不到池邊的煤泥。調(diào)整軌道兩側(cè)的限位開關(guān)，在橋式刮板機(jī)兩側(cè)增加機(jī)械擋塊，擴(kuò)大其刮泥寬度。

橋式刮板機(jī)行走時跳軌。可在橋式刮板機(jī)的行走輪附近增加配重。

加藥系統(tǒng)水質(zhì)較差。使用廠用工業(yè)水，改善水質(zhì)。

提升泵吸泥能力差，井坑內(nèi)容易積泥?？稍诰又車O(shè)置反沖環(huán)洗水管，把煤泥沖散，然后再用泵抽泥。

六、結(jié)語

綜上所述，要將火電廠的含煤廢水資源化，就應(yīng)當(dāng)設(shè)計使用含煤廢水處理系統(tǒng)，根據(jù)實際情況優(yōu)化含煤廢水的可回收量，實現(xiàn)“含煤廢水水量最小化，再利用量最大化”，把含煤廢水再利用貫穿到電廠設(shè)計、建設(shè)和運(yùn)行的各個階段?；痣姀S含煤廢水的再利用是減少電廠耗水，減少電廠對外排水量的重要舉措，是電廠節(jié)水環(huán)保的重要途徑，也會為火電廠創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)、社會效益。

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